Question

7．现有重900N的木箱A，小李同学想把它搬到高为5m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用500N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端．则小李同学拉木箱的功率是100W，该斜面的机械效率是90%，木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为50N．

Answer 1

分析 （1）已知拉力的大小和物体的运动速度，利用公式P=Fv求拉力做功功率；
（2）知道物体的重力和提升的高度，利用W=Gh求有用功；知道拉力和斜面长，利用W=Fs求总功，再利用效率公式求斜面的机械效率；
（3）而有用功加上额外功（克服摩擦做功）等于总功，据此求出额外功，再利用公式W_额=fs求摩擦力大小．

解答 解：
（1）由题知，拉力F=500N，v=0.2m/s，
小李同学拉木箱的功率为：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=500N×0.2m/s=100W；
（2）物重G=900N，h=5m，
做的有用功为：W_有用=Gh=900N×5m=4500J，
总功W_总=Fs=500N×10m=5000J，
斜面的机械效率：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{4500J}{5000J}$×100%=90%；
（3）额外功为：W_额=W_总-W_有用=5000J-4500J=500J，
因为W_额=fs，
所以，摩擦力的大小：f=$\frac{{W}_{额}}{s}$=$\frac{500J}{10m}$=50N．
故答案为：100；90%；50．

点评 本题考查有用功、总功、额外功和机械效率的计算，关键是公式和公式变形的应用，知道额外功等于克服摩擦阻力做的功，解题的关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和，注意f≠F，这是本题的易错点．